石油产品分析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 石油产品分析,1 概述,2 原油的评价,3 烃类组成的测定,4 非烃类组成的测定,5 油品基本理化性质的测定,6 油品蒸发性能的测定,7 油品低温流动性能的测定,8 油品燃烧性能的测定,9 油品安定性能的测定,10油品腐蚀性能的测定,1,1 概述,一、石油产品分析测定的目的和意义,二、石油的组成,石油的元素组成：组要是,C,、,H,石油的化合物组成,烃类有机物,非烃类有机物,无机物,2,三、主要石油产品的组成和特性,燃料类,溶剂和化工原料,润滑剂和有关产品,四、石油产品分析前的准备和数据处理,采样：按照,GB/T 4756-84(91),操作,数据分析,3,五、油品分析的特点及标准化的意义,试验方法标准技术,国际标准,地区标准,国家标准,行业标准,企业标准,4,2 原油的评价,一、评价类容,密度、粘度、凝固点、蜡含量、硫含量、馏程、,含盐量、水分、辛烷值、十六烷值、酸值,二、分类,三、评价的内容分类,性质分析,简单评价,常规评价,综合评价,5,3 烃类组成的测定,一、汽油馏分组成的测定,汽油馏分：初馏点到,200,的,液态烃类混合物,二、汽油族组成的测定,族组成：油中各族烃类的百分含量表示烃类组成,族组成的测定 荧光色谱法,-,液固吸附柱色谱法,结果计算,6,三、,C,2,-C,5,烃类测定方法,测定原理,测定步骤,色谱操作条件的选择,准备工作,样品测定,7,4 非烃类组成的测定,一、石油的非烃组成,含硫化合物,含氮化合物,含氧化合物,胶状沥青状物质,8,二、非烃组成的测定,主要讨论硫含量的测定,GB-380,方法,（,1,）测定原理,9,（2）注意事项,试样在测定器内是否完全燃烧，对测定结果影响很大,加入吸收器的碳酸钠量要准确,采样变色灵敏的混合指示剂,试样量要准确,避免周围环境存有含硫气体,10,GB/T 387,方法,（,1,）测定原理,11,（2）注意事项,管式炉中的温度一定要控制在,900-950,输进石英管的空气必须净化且控制流速,试样装置系统要密封不漏气,接收器中加入的接受液制备要准确，滴定用的强氧化钠要标定,12,3,. GB-388,方法,（1）测定原理,13,（2）注意事项,氧弹要密封紧密,充入氧弹内的氧气压力要准确,燃烧后氧弹内壁及附件上不得有飞溅的试样和碳状沉积物,生成硫酸钡的反应要完全,控制好生成硫酸钡的加热时间，静置时间和温度,检查氯离子是否完全除去,所有连接氧气的仪器、零部件均不得与润滑油脂接触,14,5 油品基本理化性质的测定,一、石油产品苯胺点的测定,苯胺点的概念,石油产品与等体积的苯胺混合，加热至两者能,互相溶解成为单一液相,的最低温度,苯胺点测定的意义,大致判断烃类的多少,计算柴油指数和十六烷指数,测定方法,GB 262-88,15,（1）测定原理,（2）主要仪器 试管、金属搅拌丝、U形管、油浴,（3）主要试剂 分析纯的苯胺，若不合格须要精制,（4）测定步骤,16,二、密度和相对密度的测定,相关概念,密度,单位体积物质的质量称为密度，符号，单位,g/mL,或,kg/m,3,视密度,物质的相对密度是指物质在给定温度下的密度与规定温度下标准物质的密度之比。,标准密度,20,时的密度,相对密度,物质密度与规定稳定下水的密度之比,标准相对密度,20,试油的密度与,4,水的密度之比,17,密度与温度的关系,18,3. 密度的测定,A.密度计法,（1）测定原理,密度计排开液体重量等于其本身的重量时，密度计处于平衡状态,（2）测定步骤,将调好温度的均匀试样，沿量筒壁小心的注入量筒,将清洁干燥的密度计放入试样中,测量试样的温度,19,（3）注意事项,现有密度计有,SY-I,和,SY-II,型,测定,50,时,(50),(,运动粘度,),200mm,2,/s的液体石油产品的油品密度，利用油品密度具有可加性的原理。,21,密度测定的意义,（,1,）近似评定油品化学组成和质量情况,（,2,）是石油产品的质量指标之一,（,3,）用于石油产品的计量,（,4,）初步鉴定油科的种类,（,5,）调和掺配油料,（,6,）了解石油加工情况,22,三、粘度,定义及影响因素,黏度是流体的理化性质之一，它反映了液体内部分子间的摩擦力，是衡量物质黏性大小的物理量。,黏度值随温度的升高而降低,。,测定方法,（,1,）,动力粘度,它是两液体层面积为,lcm,2,，垂直距离为,1cm,，以,1cm/s,的速度作相对运动时所产生的阻力。用符号,表示，单位为,Pa,s,。,23,（2）,运动粘度,在同一温度下液体的动力黏度与该液体的密度之比，称为该流体的运动黏度。用符号,t,表示，单位为,m,2,/s,。,（3）,条件粘度,采样不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度。,恩氏粘度,赛氏粘度,雷氏粘度,24,3. 毛细管粘度计测定时的注意事项,粘度计必须干燥透明,安装粘度计时用铅垂线保证垂直,安装温度计,扩张部分浸入恒温浴一半以上,控制水浴温度在,0.1,，恒温时间要足够,实验前选用大致的毛细管粘度计,粘度计吸取的试油量要符合要求,试油要先脱水，然后用滤纸过滤,25,四、闪电、燃点、自燃点,闪电及爆炸极限,闪点： 石油产品在规定条件下加热到它的蒸气与空气形成的混合气与明火接触，发生瞬间闪火的最低温度,爆炸极限：可燃气体也空气混合达到一定浓度就会发生爆炸，该浓度范围即爆炸极限,26,2. 燃点和自燃点,燃点：石油产品在规定条件下加热到能被接触的火焰点着并燃烧,5S,以上的最低温度,自燃点：将油品预先加热到某温度，再与温度接触，不需要点火，油品能发生自动着火燃烧的最低温度,27,3.影响油品闪电、燃点、自燃点的因素,（1）与油品的关系,油品越轻，闪点、燃点越低，自燃点越高，反之亦然,（2）与组成的关系,同族烃类，相对分子质量越大，闪点、燃烧点约高，自燃点越低，反之亦然,28,4.测定方法,闪点测定：闭口杯法和开口杯法,燃点：在开口杯闪点测定器中进行,5. 测定闪点的意义,鉴定油品发生火灾的危险性,判断油品馏分组成组成的轻重,检查是否漏油，或使用过的润滑油是否被轻质燃料稀释,29,五、残炭,来源及测定意义,定义：在残炭测定器中加热试油在不通空气 的条件下经蒸发分解，缩合后剩余的焦黑色残留物称为残炭,意义：可用来粗略的估计染料在蒸发式的釜型和套管型燃烧器中形成沉积物的倾向,30,2. 测定方法,康氏残炭,电炉残炭,兰氏残炭,3. 康氏法,（1）原理,（2）步骤,（3）残炭值超过5%的测定步骤,（4）测定10%蒸余物残炭的测定步骤,31,石油产品蒸馏测定法,（,GB 6536,）,石油产品蒸馏测定法,（,GB 255,）,4.,计算结果,32,6 油品蒸发性能的测定,一、馏程,概念,馏程：,初馏点：,终馏点：,干点：,残留体积：,损失百分数：,33,2. 馏程的测定,（1）原理恩氏蒸馏,GB/T 255-77(88),（2）步骤,（3）恩氏蒸馏曲线斜率,34,3. 注意事项,温度计必须正确安装,不同油品规格加热速度不同，对馏程测定影响很大,试样中不允许有水分,放置回收量过多或过少,测量体积时，试油、残油、流出油必须在,20-30,温度范围内测定,35,4. 馏程测定意义,判断石油馏分组成，确定加工方案和加工工艺,判断蒸发性并初步鉴定燃料的种类及质量变化,36,二、饱和蒸汽压,1.相关概念,纯物质蒸汽压,石油馏分蒸汽压,雷德蒸汽压,2. 蒸汽压测定,（1）仪器,（2）方法,37,3. 测定意义,判断液体燃料蒸发性的大小,判断发动机燃料在使用时有无形成气阻的倾向,估计发动机燃料在贮存和运输过程中的损失程度,38,三、气液比,GB/T 6534-86(91),定义,测定仪器及评定方法,四、润滑油、润滑脂的蒸发损失,39,7 油品低温流动性能的测定,一、浊点、结晶点、冰点,有关概念,浊点,结晶点,冰点,40,2. 影响因素,（1）油品中的固态烃,（2）油品中存在的微量溶解水,3. 测定方法,GB/T 6986-86(91),GB/T 2430-81(88),4. 测定油品浊点、结晶点和冰点的意义,主要用来评定灯用煤油低温性能的指标,41,二、凝点、倾点、冷滤点,油品凝固现象,有关概念,凝点：在规定条件下，将试油冷却到不能继续流动时的最高温度,倾点：在规定条件下，将试油冷却到能够继续流动时的最低温度,冷凝点：在规定条件下，,20mL,试样开始不能通过过滤器时的最高温度,测定方法,注意事项,42,4. 影响凝点的因素,（1）与油品的馏分组成、化学组成及相对分子质量有关,（2）与油品中是否有表面活性剂有关,（3）与操作条件有关,43,5. 意义,估测试油中的相对蜡含量,划分某些油品牌号的依据,是柴油、原油、润滑油、重质燃料油低温流动相重要质量指标,作为低温是选用润滑油的依据,44,三、润滑油的低温流动性能,车用流体润滑剂低温动力粘度的测定,（,GB 11145-89,）,（,1,）测定原理,（,2,）准备工作,（,3,）测定步骤,（,4,）结果计算,45,2. 发动机油的便捷泵送温度的测定,（GB-9171-88）,（1）相关概念,动力粘度：,牛顿油或牛顿液体,非牛顿油或非牛顿液体,校准油,46,表观粘度,剪切速率,剪切应力,屈服应力,临界屈服应力,临界粘度,边界泵送温度,47,（2）测定原理,（3）准备工作,（4）测定步骤,（5）便捷泵送温度的确定和计算,48,3. 齿轮油的成沟点的测定,成沟点是将试验油样在规定的温度下存放,18h,，用金属片将试样切成一条沟，然后在,10S,内测定试油是否流到一起并盖住容器底部,（1）原理,（2）步骤,49,8 油品燃烧性能的测定,一、喷气燃料的燃烧性能,喷气式发动机的工作原理,介绍涡轮喷气式发动机的工作原理,热值,（,1,）定义,质量热值,Q,m,：单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量,体积热值,Q,v,：单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量,50,（2）喷气燃料要求热值的意义,（3）燃料与组成关系,Q,m,随烃类中H/C比升高而升高,Q,v,随密度,20,升高而升高,3. 烟点,（1）定义：油料在一个标准灯具内，于规定的条件下做电灯实验可能达到的无烟火焰的最大高度,（2）喷气燃料要求烟点的意义,（3）烟点与烃类组成的关系,（4）烟点的测定,GB/T 382-83(91),51,4. 辉光值,（1）定义：在标准试验条件下，将试油与两个标准燃料相比较。标准燃料为异辛烷和四氢化萘，规定辉光值分别为100和0，比较三者在同样辐射强度时火焰温度升高值，按以下公式计算试油的辉光值,（2）测定方法 GB/T 11128-92,52,二、柴油的燃烧性质,测定柴油燃烧性能的意义,柴油机的工作原理：,柴油机产生爆震的原因及危害,柴油燃烧性的表示方法,滞燃期：柴油从进入气缸到自燃着火这段时间,53,柴油十六烷值的测定,GB/T 386-91,54,6. 十六烷指数和柴油指数,（1）十六烷值指数（,CNI,）,GB/T 11139-8,55,（2）,ASTM D976-80,中规定的方法,56,（3）柴油指数（DI）,57,三、汽油的燃烧性能,汽油抗爆性的表示方法,（,1,）,辛烷值（,ON,）：在实验用标准单杠发动机中将试油与标准燃料比较，当汽油抗爆性与某一组成的 标准燃料抗爆性相等时，标准燃料中所含异辛烷的体积百分数，分为,研究法,和,马达法,（,2,）品度值：燃料在富混合器的条件下，在单缸发动机中所能发出的最大功率与用异辛烷工作时所能发出的最大功率的比值,（,3,）抗爆指数（辛烷值指数,ONI,）：研究法辛烷值和抗爆指数的平均值,58,2. 汽油抗爆性与组成的关系,（1）与化学组成的关系,各种烃的氧化特点不同，辛烷值不同,（2）与馏分组成的关系,同一原油的汽油馏分越轻，辛烷值越高,59,3. 辛烷值的测定,（1）马达法,GB/T 503-1995,内插法,压缩比法,（2）研究法 GB/T 5487-1995,（3）道路辛烷值,（4）品度值,60,9 油品安定性能的测定,油品的安定性能：油品在运输、储存或使用过程中,保持其质量比变的性能,一、汽油的安定性,氧化安定性：汽油在储存或使用条件下保持,其原有性质的能力,评定安定性的意义,使用安定性差的汽油会严重破坏发动机的正,常工作，降低燃料的储存期,61,2. 评定安定性的方法,（1）实际胶质：,100mL,燃料在实验规定的热空气流中，经蒸发、氧化、聚合、缩合所生成的胶质量，用,mg/ 100mL，方法 GB/T 509-88,（2）诱导期：表示车用汽油在储存时生成胶质的倾向，方法,GB/T 8018-87,62,（3）,43,催速储存实验法：根据,43储存实验结果,生成一定量胶质所需时间（t,1,），预测汽油在常温下的储存期（t,2,）。,63,（4）,16h,烘箱试验法,64,3. 汽油组成对汽油安定性的影响,（1）汽油组成：烷烃、环烷烃、烯烃、双烯烃、芳烃,（2）烃和非烃化合物对汽油安定性的影响,共轭二烯烃、芳烯单烯烃芳烃异构烷烃环烷烃烷烃,65,二、柴油的安定性,评定柴油安定性的意义,对柴油的储存和使用有重要意义,2.,柴油的热安定性（氧化安定性）,反映柴油在受热和溶剂氧的作用下发生变,质的倾向,3.,柴油的储存安定性,（,1,）定义柴油在储存、运输过程中抵抗氧化变质的能力,（,2,）评定方法,66,常温储存,快速储存,SH/T 0175-92,用最终生成的总不溶物含量表示,冰醋酸,-,甲醛法,67,三、喷气燃料的热安定性,评定喷气燃料的热安定性的意义,喷气燃料中不安定组分应控制在要求范围内,2.,喷气燃料的热安定性,（,1,）定义：在发动机燃料系统中，受到温度和油中溶剂热氧及金属催化剂的作用下，抵抗氧化沉渣生成的能力,（,2,）沉渣生成的原因,烃类和非烃类氧化、聚合、缩合,68,3. 评定喷气燃料热安定性的方法,实际胶质、碘值、溴价、活性硫含量、,CFR,结焦器实验、喷气燃料静态热安定性方法,（1）喷气燃料动态热安定性方法,ZBE31010-88,（2）喷气燃料静态热安定性方法,69,四、润滑油安定性的测定,评定润滑油安定性的意义,它是评价润滑油质量的重要指标之一,2.,评定方法,（,1,）厚层氧化（油层厚度, 200,m,t,使,200,）,方法,SH/T 0196,（,2,）薄层氧化,70,五、碘值、溴价的测定,碘值的测定,碘值：在试验条件下,100g,试油反应所吸收碘的克数,71,2. 溴价的测定,72,10油品腐蚀性能的测定,一、硫含量和腐蚀性能的测定,含硫化合物类型及性质,活性硫化物,中性硫化物,非活性硫化物,硫和硫化物腐蚀性能测定方法,（,1,）铜片腐蚀试验,GB/T 5096-85(91,),定性检验试油中是否有活性硫化物存在,73,（2）银片腐蚀试验,ZBE 31009-88,定性检验喷气燃料中是否有活性硫化物存在,（3）博士试验,SH/T 0174,定性检验轻质油是否含有,H,2,S、RSH,74,（4）硫醇性硫含量的测定,氮-硫酸铜法,GB/T 505-65(90),75,电位滴定法,GB/T 1792-88,76,二、有机酸含量的测定,酸度（值）的定义,酸度,：中和,100mL,试油需要,KOH,毫克数,酸值,：中和,1g,试油需要,KOH,毫克数,测定意义,判断石油产品中酸性物质含量,大致判断石油产品对金属的腐蚀性能,判断石油产品的试样性能,判断使用中润滑油的变质程度,77,3. 测定方法,GB/T 258-77(88)及GB/T 264-83(91),78,三、水溶性酸和碱的测定,石油产品中的水溶性酸、碱,油品在价格、储存、运输过程中从外界进入的 可溶于水的无机酸及碱,测定水溶性酸和碱的意义,石油产品标准中都要求不含水溶性酸及碱,3.,测定标准,GB/T 259-88,79,